В Situ Chemotaxis анализ для изучения микробного поведения в водных экосистемах

Здесь представлен протокол анализа химиотерапии на месте, недавно разработанного микрофлюидного устройства, позволяющего проводить исследования микробного поведения непосредственно в окружающей среде.

Микробное поведение, такое как подвижность и хемотаксис (способность клетки изменять свое движение в ответ на химический градиент), широко распространены в бактериальных и археологических областях. Хемотаксис может привести к значительным преимуществам приобретения ресурсов в неоднородных средах. Он также играет решающую роль в симбиотических взаимодействиях, болезнях и глобальных процессах, таких как биогеохимическое велоспорт. Тем не менее, современные методы ограничивают исследования хемотаксиса в лаборатории и не легко применимы в этой области. Здесь представлен пошаговая протокола для развертывания на месте химиотаксиса (ISCA), устройства, которое позволяет проводить надежные допросы микробных хемотаксисов непосредственно в естественной среде. ISCA представляет собой микрофлюидное устройство, состоящее из массива из 20 колодец, в котором могут быть загружены химические вещества, представляющие интерес. После развертывания в aqueous средах, химические вещества рассеиваются из скважин, создавая концентрационные градиенты, что микробы смысле и реагировать на плавание в скважины через хемотаксис. Содержимое хорошо может быть отобрано и использовано для (1) количественной силы хемотаксических реакций на конкретные соединения через цитометрию потока, (2) изолят и культуру отзывчивых микроорганизмов, и (3) характеризуют идентичность и геномный потенциал ответивших популяций с помощью молекулярных методов. ISCA является гибкой платформой, которая может быть развернута в любой системе с водной фазой, включая морскую, пресноводную и почву.

Разнообразные микроорганизмы используют подвижность и хемотаксис для использования неоднородных питательных сред, найти хозяев или избежать вредных^{условий 1,,2,,3.} Такое микробное поведение, в свою очередь, может влиять на^{темпы химической трансформации 4} и способствовать симбиотическим партнерствам между наземными, пресноводными^{и морскими экосистемами 2,,5.}

Хемотаксис был широко изучен в лабораторных условиях в течение последних 60 лет⁶. Первы....

Мы рекомендуем выполнять раздел 1 до полевых экспериментов для оптимизации результатов.

1. Лабораторная оптимизация

ПРИМЕЧАНИЕ: Объемов, описанных в процедуре оптимизации, достаточно для одной ISCA (состоящей из 20 скважин).

1. Подготовка химического вещес.......

В этом разделе представлены лабораторные результаты с использованием ISCA для проверки хемотаксической реакции морских микробов на диапазон концентрации глутамина, аминокислоты, известной для привлечения почвенных^{бактерий 14}. Концентрация глутамина, вызвавшая сильнейший.......

В масштабе водных микроорганизмов окружающая среда далека от однородной и часто характеризуется физическими/химическими градиентами, которые структурировать^{микробные сообщества 1,15}. Способность разношерстных микроорганизмов использовать поведение (.......

Это исследование было частично профинансировано Гордон и Бетти Мур Фонд морской микробиологии инициативы, через грант GBMF3801 ДЛЯ JRS и Р.С., и следователь премии (GBMF3783) для Р.С., а также стипендию Австралийского исследовательского совета (DE160100636) J.B.R., награду от Фонда Саймонс до B.S.L. (594111) и грант Фонда Симонс (542395) Р.С. в рамках Принципов микробных экосистем (PriME) Сотрудничество.